Uniwersalna płytka projektowa dla procesorów AT89CX051 i AT90S2313

29

Elektronika Praktyczna 7/2000

P R O J E K T Y

Uniwersalna płytka
projektowa dla
procesorów AT89CX051
i AT90S2313

AVT−879

MoøliwoúÊ natychmiastowego

przetestowania kaødego nowego
pomys³u

bez

koniecznoúci

lutowa-

nia,

a†przede

wszystkim

przygoto-

wywania

p³ytki

obwodu

drukowa-

nego jest cennym uzupe³nieniem
zalet pakietu BASCOM. Standar-
dowe p³ytki uniwersalne wygodne
s¹ tylko w†warunkach laboratoryj-
nych.

Powsta³a wiÍc k³opotliwa sy-

tuacja, typowa zreszt¹ dla ciÍø-
kiej pracy elektronikÛw. Z†jednej
strony mamy zwykle nadmiar
ciekawych pomys³Ûw, a dziÍki
p³ytce testowej i†pakietowi BAS-
COM moøemy b³yskawicznie na-
pisaÊ i†przetestowaÊ nowy pro-
gram. Dalej jednak ìwpadamy
w†w¹skie

gard³oî,

tj.

koniecznoúÊ

przygotowania p³ytki obwodu
drukowanego do praktycznego
uk³adu. W†elektronice wszystko
jest juø proste i†³atwe (przynaj-

mniej z†pozoru), nie ma proble-
mÛw z†nabyciem materia³Ûw i†po-
trzebnych podzespo³Ûw, tylko te
nieszczÍsne p³ytki obwodÛw dru-
kowanych...

Tak, jest to problem i†nic nie

wskazuje, aby w†najbliøszym cza-
sie mÛg³ on zostaÊ rozwi¹zany
w†prosty i†niezbyt kosztowny spo-
sÛb. Wykonanie dwuwarstwowej
p³ytki obwodu drukowanego
z†metalizacj¹ otworÛw jest w†wa-
runkach amatorskich praktycznie
nierealne, a†nawet dla zawodow-
cÛw bywa powaønym problemem
i†najczÍúciej znacznym wydat-
kiem.

Postanowi³em zatem chociaø

czÍúciowo zaradziÊ temu proble-
mowi. Naleøy po prostu wyko-
rzystaÊ fakt, øe wiÍkszoúÊ uk³a-
dÛw mikroprocesorowych jest
sprzÍtowo doúÊ podobna do sie-
bie, a†rÛønice tkwi¹ najczÍúciej

P³ytki prototypowe cieszy³y

siÍ zawsze duøym

zainteresowaniem elektronikÛw

hobbystÛw i profesjonalistÛw.

U³atwiaj¹ i przyspieszaj¹

sprawdzenie projektowanego

uk³adu mikroprocesorowego

lub oprogramowania.

Prezentujemy opis kolejnego

projektu ìbascomowegoî, ktÛry

radykalnie uproúci

samodzielne budowanie

dowolnych sterownikÛw

opartych na mikrokontrolerze.

Duøa elastycznoúÊ uk³adu

umoøliwia dobÛr

mikrokontrolera do wymagaÒ

aplikacji.

Uniwersalna płytka projektowa dla procesorów AT89CX051 i AT90S2313

Elektronika Praktyczna 7/2000

30

Rys. 1. Schemat elektryczny uniwersalnej płytki projektowej.

Uniwersalna płytka projektowa dla procesorów AT89CX051 i AT90S2313

31

Elektronika Praktyczna 7/2000

Takie po³¹czenie jest jednak do-
puszczalne, poniewaø IC6 inicja-
lizowany jest z†osobnego wypro-
wadzenia procesora.

W p³ytce przewidziano moøli-

woúÊ dostÍpu do kolejnej grupy
urz¹dzeÒ: uk³adÛw firmy DAL-
LAS, z†ktÛrymi moøemy nawi¹zaÊ
³¹cznoúÊ

za

poúrednictwem

magis-

trali

danych

1WIRE.

A†wiÍc

na

tej

p³ytce moøemy montowaÊ wszyst-
kie ciekawe urz¹dzenia, wyko-
rzystuj¹ce popularne DALLAS-y:
termometry, prze³¹czniki czy teø
zamki szyfrowe wspÛ³pracuj¹ce ze
s³ynnymi ìtabletkamiî.

Ciekawym dodatkiem do na-

s z e g o s y s t e m u j e s t u k ³ a d
TFMS5360 - scalony dekoder ko-
du RC5. Dodanie tego uk³adu
umoøliwia budowanie urz¹dzeÒ
sterowanych

za

pomoc¹

typowych

pilotÛw

od

urz¹dzeÒ

RTV,

a†dziÍ-

ki

poleceniom

jÍzyka

MCS

BASIC

obs³uga dekodowania kodu RC5
jest naprawdÍ dziecinnie prosta.

Teraz chcia³bym zwrÛciÊ uwa-

gÍ CzytelnikÛw na jeszcze jedn¹
bardzo istotn¹ cechÍ naszej p³ytki.
SpÛjrzcie na rys. 2, na ktÛrym
przedstawiono schemat po³¹czeÒ
procesora typu AVR AT90S2313.
Rozk³ad wyprowadzeÒ tego proce-
sora jest identyczny z†rozk³adem
wyprowadzeÒ procesorÛw rodziny
89CX051! Jedyna rÛønica polega
na odmiennym sposobie zerowa-
nia tych uk³adÛw: procesory '51
s¹ zerowane wysokim poziomem
logicznym, a†AVR niskim. A†wiÍc
wystarczy drobna zmiana na na-
szej p³ytce i†bÍdziemy na niej
mogli montowaÊ uk³ady wyko-
rzystuj¹ce niektÛre procesory
AVR!

Jeøeli teraz popatrzycie z†kolei

na rysunek p³ytki obwodu druko-
wanego (rys. 3), to z†pewnoúci¹

w†steruj¹cym uk³adem oprogramo-
waniu. ZastanÛwmy siÍ, czy ma-
j¹c do dyspozycji:
- procesor typu AT89CX051;
- pamiÍÊ szeregow¹ EEPROM

o†pojemnoúci 256 bajtÛw lub
wiÍksz¹;

- zegar RTC;
- dwa oúmiobitowe porty wejúcia/

wyjúcia;

- przetwornik analogowo-cyfrowy;
- port magistrali I

2

C;

- port transmisji 1WIRE;
- odbiornik kodu RC5;
- wyúwietlacz alfanumeryczny

LCD 16*1 lub 16*2 znakÛw;

- piÍÊ wolnych nÛøek procesora

(w†tym jedna z†przerwaniem)

nie moglibyúmy skonstruowaÊ
praktycznie dowolnego systemu
mikroprocesorowego?

Moim zdaniem tak, zw³aszcza

kiedy przypomnimy sobie o†licz-
nych uk³adach peryferyjnych ste-
rowanych magistral¹ I

2

C, ktÛrych

opisy by³y i†bÍd¹ nadal publiko-
wane w†Elektronice Praktycznej!
Jeøeli dodam jeszcze, øe wszys-
tkie wymienione uk³ady zosta³y
ulokowane na p³ytce obwodu
drukowanego o†wymiarach typo-
wego wyúwietlacza alfanumerycz-
nego, øe wyúwietlacz taki moøe
byÊ zamontowany od strony dru-
ku, nie zwiÍkszaj¹c tym samym
wymiarÛw ca³ego uk³adu, to s¹-
dzÍ, øe wywo³am tym zaintere-
sowanie CzytelnikÛw i†sk³oniÍ ich
do przeczytania dalszej czÍúci
tego artyku³u.

Opis dzia³ania

Schemat elektryczny p³ytki

znajduje siÍ na rys. 1. Niestety,
o†jakimkolwiek opisie dzia³ania
uk³adu nie moøna nawet mÛwiÊ,
poniewaø uk³ad jak na razie nie
dzia³a i†moøe zacz¹Ê dzia³aÊ do-
piero po wymyúleniu dla niego
w³aúciwego zastosowania i†zapro-
gramowaniu procesora.

PamiÍtajmy jednak o†jednym:

nie wszystkie uk³ady pokazane na
schemacie bÍd¹ wykorzystywane
w†kaødym z†projektÛw, najczÍúciej
tylko czÍúÊ uk³adÛw scalonych
zostanie w³oøona w†podstawki.
Nie zawsze teø bÍdziemy korzys-
taÊ z†wyúwietlacza alfanumerycz-
nego, ktÛry moøemy zast¹piÊ mo-
du³em wyúwietlaczy siedmioseg-
mentowych sterowanych przez
magistralÍ I

2

C. Warto teø pamiÍ-

taÊ, øe mamy do dyspozycji pa-

kiety BASCOM 8051
i†BASCOM AVR, w†ktÛ-
rych obs³uga wszystkich
pokazanych na schema-
cie uk³adÛw peryferyj-
nych jest dziecinnie
prosta

i†najczÍúciej

spro-

wadza siÍ do napisania
jednego lub co najwyøej
kilku poleceÒ programo-
wych.

WiÍkszoúÊ uk³adÛw

wspÛ³pracuj¹cych w†na-
szym uk³adzie z†proce-
sorem po³¹czona jest
z†magistral¹ I

2

C, ktÛra

stanowi g³Ûwn¹ ìarteriÍ komuni-
kacyjn¹î systemu. Korzystaj¹
z†niej miÍdzy innymi dwa oúmio-
bitowe porty wejúcia - wyjúcia
zrealizowane na popularnych
uk³adach PCF8574A. Naleøy jed-
nak zwrÛciÊ uwagÍ, øe kaødy
z†tych uk³adÛw posiada swÛj in-
dywidualny adres, okreúlony sta-
nami logicznymi na wejúciach A0,
A1 i†A2, co pozwala na ich
symultaniczn¹

pracÍ

(np.

IC5

pra-

cuje jako wyjúcie, a†IC2 jako wej-
úcie). Do magistrali I

2

C†podpiÍty

jest takøe zegar czasu rzeczywis-
tego, ktÛry oczywiúcie posiada
inny adres bazowy niø uk³ady
PCF8574 i†kolejny uk³ad I

2

C†- pa-

miÍÊ szeregowa typu AT24C04.
Jest to pamiÍÊ o†pojemnoúci 256
bajtÛw, ale gdyby ta wartoúÊ
okaza³a siÍ niewystarczaj¹ca, to
bez najmniejszych przerÛbek moø-
na na jej miejsce w³oøyÊ inn¹
pamiÍÊ, o wiÍkszej pojemnoúci.

Procesory rodziny 89CX051,

a†takøe ìma³eî AVR maj¹ wszys-
tkie moøliwe zalety i†jedn¹ wadÍ,
na ktÛr¹ zwykle narzekaj¹ kon-
struktorzy: ma³¹ liczbÍ wyprowa-
dzeÒ. Postanowi³em temu zaradziÊ
i†umieúci³em na p³ytce dwa do-
datkowe porty INPUT/OUTPUT
zbudowane na popularnych kon-
werterach magistrala I

2

C†- oúmio-

bitowa szyna danych typu
PCF8574 (PCF8574A). Niestety,
coú za coú: zwiÍkszenie liczby
wejúÊ i†wyjúÊ okupione jest pew-
nym zmniejszeniem szybkoúci
transmisji danych, w†wielu zasto-
sowaniach najczÍúciej niezbyt is-
totnym.

Jedynie uk³ad przetwornika

A/C typu TLC549 nie korzysta
z†transmisji po magistrali I

2

C,†wy-

korzystuj¹c jako linie przesy³owe
osobne wyprowadzenia procesora.

Rys. 2. Schemat połączeń procesora AVR
AT90S2313.

Uniwersalna płytka projektowa dla procesorów AT89CX051 i AT90S2313

Elektronika Praktyczna 7/2000

32

zauwaøycie,

øe

odpowiednie

zmia-

ny zosta³y juø poczynione i†na
p³ytce jest miejsce na dodatkowy
uk³ad zeruj¹cy - DS1813, oznaczo-
ny jako IC9.

Przystosowanie naszej p³ytki

do

pracy

z†dwoma

rodzajami

pro-

cesorÛw ma szczegÛlny sens pod-
czas pracy z†pakietami BASCOM
8051 i†BASCOM AVR. Dialekty
BASIC-a

stosowane

w†tych

progra-

mach s¹ praktycznie identyczne
co sprawia, øe pisz¹c program
moøemy decyzjÍ o†typie zastoso-
wanego procesora od³oøyÊ na pÛü-
niej. Programy napisane na '51
bÍd¹, po dokonaniu najwyøej
drobnych przerÛbek, ìchodziÊî
bez øadnych problemÛw na pro-
cesorach AVR!

Montaø i†uruchomienie

Na rys. 3†przedstawiono roz-

mieszczenie elementÛw na p³ytce
obwodu drukowanego, wykonane-
go na laminacie dwustronnym
z†metalizacj¹. Montaø uk³adu nie
powinien nikomu sprawiÊ wiÍk-
szych trudnoúci, ale musimy pa-
miÍtaÊ o†dwÛch sprawach:

1. Wyúwietlacz alfanumeryczny

ma byÊ zamontowany od strony
lutowania. Tym samym rz¹d gol-
dpinÛw s³uø¹cych do zamocowa-
nia tego elementu musi znaleüÊ
siÍ takøe po tej stronie p³ytki

2. Montaø uk³adu musi byÊ

wykonany wyj¹tkowo starannie
i†przed przylutowaniem wyú-
wietlacza

powinien

zostaÊ

kilka-

krotnie sprawdzony. PamiÍtaj-
my, øe po przylutowaniu wy-
úwietlacza nie bÍdziemy mieli
dostÍpu do spodniej strony p³yt-
ki i†wykonanie jakiekolwiek po-
prawek bÍdzie bardzo trudne.
Z†tego wzglÍdu moøna zrezygno-
waÊ z†lutowania wyúwietlacza
do szeregu goldpinÛw, ale po-
³¹czyÊ go z†p³ytk¹ za pomoc¹
z³¹cza szufladowego.

O†koniecznoúci stosowania

podstawek pod uk³ady scalone
nie muszÍ chyba wspominaÊ, jak
takøe o†tym, øe w†podstawkach
umieszczamy tylko te uk³ady, ktÛ-
re aktualnie bÍdziemy wykorzys-
tywaÊ.
Zbigniew Raabe, AVT
[e-mail]

Wzory p³ytek drukowanych w for-

macie PDF s¹ dostÍpne w Internecie
pod adresem: http://www.ep.com.pl/
pcb.html oraz na p³ycie CD-EP07/
2000B w katalogu PCB.

Rys. 3. Rozmieszczenie elementów
na płytce drukowanej.

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

PR1: potencjometr montażowy
miniaturowy 1k

Ω

R1: 4,7k

Ω

R2: 3,3k

Ω

R3: 220

Ω

Kondensatory

C1, C2, C3: 33pF

C4, C6: 100

µ

F/10V

C5, C7: 100nF

Półprzewodniki

IC1: AT89C2051

IC2, IC5: PCF8574A

IC3: AT24C04 lub odpowiednik

IC4: PCF8583

IC6: TLC549

IC7: LM385/2,5V

IC8: TFMS5360

Różne

Q1: rezonator kwarcowy
11,059MHz

Q2: rezonator kwarcowy 32768Hz

1x goldpin 16 pinów

2 x goldpin 8 pinów

goldpin + jumper

goldpin 4 piny

ARK3 (3,5mm): 5 szt.

Wyświetlacz alfanumeryczny LCD
16*1

Przyk³adowe programy zapew-

niaj¹ce obs³ugÍ interfejsÛw wbudo-
wanych w AVT-879 s¹ dostÍpne na
p³ycie CD-EP07/2000B i w Internecie
pod adresem www.ep.com.pl/ftp.